MCUXpresso SDK教程–在OKdo E1板上使用I2C驱动程序

NXP管管

MCUXpresso SDK教程–在OKdo E1板上使用I2C驱动程序

翻译自： mark Embeddedpro


在较早的教程中，我介绍了将I2C与OKdo E1板上的NXP LPC55S69结合使用以读取Mikroe Weather Click板上的Bosch BME280环境传感器。使用MCUXpresso时钟，引脚和外设配置工具来使其运行。在锁定的这几个月中，这一直是我一直在从事的气象站项目的全部工作。它开始成形-从照片中可以看出：

从左侧开始：Mikroe Weather单击，OKdo E1，Mikroe eInk单击。
现在，我确实确实需要开始对BME280传感器进行读写，这意味着在lpcxpresso55s69 SDK中使用I2C驱动程序。因此，本周，我将对最常用的I2C函数调用进行法医检查。


该软件是从前一周开始构建的。如果您想重现我的步骤，就在这里。请注意，我已将所有代码放入一个大的“ C”模块中（这不是很好的做法，但是使下载更容易）。


查看main（），我们可以看到从传感器读取数据时要遵循许多步骤。


初始化硬件（第593-601行）；
测试I2C通讯（第603行）；
读取BME280校准数据（604行）；
写入BME280配置参数（过采样率，第605行）；
触发BME280进行转换（第609行）；
轮询IsMeasuring的BME280状态寄存器完成（610）;
读取原始的BME280传感器数据（压力，温度，湿度，行611）；
将原始BME280传感器数据转换为SI单位（hPa，oC，％）（第612-614行）。

这是许多步骤，但是所有这些步骤都需要通过I2C读取或写入BME280环境传感器。我将通过案例研究功能I2C_WriteBME280ModeForce（），它有助于首先了解BME280内部实现的寄存器。

Bosch BME280注册地图
总共有55个寄存器，其中大多数是cyan校准数据寄存器。博世提供传感器的详细生产线校准，一旦我们读取了校准数据和数据寄存器，即可轻松转换原始传感器数据（来自黄色的数据寄存器）。在使用传感器之前，有必要通过写入白色控制寄存器来配置传感器，然后通过写入地址为0xF4的ctrl_meas寄存器中的mode [1：0]位来触发转换。 BME280具有三种操作模式（睡眠，正常，强制），我的软件使用“强制”模式对这三个传感器进行单个采样。 BME280需要数毫秒的时间才能将模拟传感器数据转换为数字结果，并且在这段时间内，传感器在紫色状态寄存器中设置了一个测量位。该软件将强制进行转换并轮询测量位，以等待数据可用。

为了在强制模式下触发转换，我们需要写入BME280传感器，并在ctrl_meas寄存器中将位设置为“ 0”。这是寄存器号0xF4。 I2C写入物理接口如下所示：

BME280 I2C写协议
首先，我们输出7位从机地址（0x76），并通过清除RW位–位0来表示这是一个写操作。BME280从机确认该字节后，我们输出寄存器地址（在本例中为ctrl_meas为0xF4），再次等待来自BME280传感器的确认。最后，我们发送要写入的数据。控制寄存器ctrl_meas包含三个字段，我们必须注意不要更改现有的OverSample设置。由于传感器处于“ 0b00”睡眠模式，并且我们要转换为强制模式，因此我们将0b01写入mode [1：0]字段，并且完整的数据字节为值0x25。




设置ctrl_meas位[1：0] = 0b01将BME280传感器转换为强制模式
main（）例程在第609行调用函数I2C_WriteBME280ModeForce（）输出此I2C事务：

I2C_WriteBME280ModeForce（）
该事务全部由SDK I2C驱动程序函数I2C_MasterTransferNonBlocking（）在404行处理。这三个参数是：

·I2C外设的基地址（在FLEXCOMM4_PERIPHERAL中实现）；
·I2C配置句柄的地址（在第601行创建，并配置回调）；
·传输结构masterTransfer的地址。
我们的代码需要定义和填充传输结构，您可以在395-402行中看到这一点：


·writeData设置为BME280-CTRL_MEAS，定义为0x25；
·slaveAddress设置为BME280_ADDR，定义为0x76；
·方向是kI2C_Write;
·子地址设置为BME280_CTRL_MEAS，定义为0xF4；
·subaddressSize为1，写入一个寄存器；
·数据设置为writeData的地址
·dataSize为1，发送一个字节的数据；
·标志设置为kI2C_TransferDefaultFlag，使传输以“开始”位开始，以“停止”位结束。
观看“在线”并让I2C协议分析器完成所有艰苦的工作，我们看到了：

I2C_WriteBME2的I2C总线事务


很容易看到起始位和停止位（SDA为低电平有效，首先是时钟为高电平，然后是SCL的上升沿为低电平）。在这三个阶段之间，从[W] 0x76开始，然后是0xF4，最后是0x25。一切都按预期进行。


应用程序中的其他更高级别的函数调用可以采用相同的基本方法，例如I2C_ReadBME280Data（），I2C_ReadBME280ConvertComplete（）。在读取的情况下，仅需要声明适当大小的缓冲区，以便从传感器读取数据。由于有8个数据寄存器，因此定义BME280_DATA_N为8，并且这些寄存器从地址BME280_DATA_REG 0xF7开始。

I2C_ReadBME280Data（），读取缓冲区大小为8个字节

I2C_ReadBME280Data（）的I2C总线事务[显示的第一个字节0x5F]
读取数据后，根据Bosch的“双精度浮点”算法进行了校准（来自BME280数据表，附录A），我看到了Weather Station应用程序输出的以下数据：




应用程序的Semihost控制台输出
在撰写本文时，英国伦敦西部的天气是“多变的”。这里干燥温暖，但是我们正从阴雨天气转变为更稳定的天气。大气压力一直在上升，表明从低压变为高压。


与往常一样，我录制了该教程的视频，并将其托管在我的EmbeddedPro YouTube频道上。它也嵌入在这里：

由于只读取一次传感器没有多大意义，因此，我还发布了另一个视频，展示了如何在LPC55S69上设置实时时钟（RTC）以及如何在lpcxpresso55s69 SDK中使用RTC驱动程序。该视频显示了1分钟的中断，将构成本系列下一个教程的基础……在这里，我将开始使用Weather Station上的eInk显示屏。

阅读全文